Гиперконвергентные платформи: від екзотики до мейнстріму

Всім привіт! Так сталося, що моя стаття – перша в блозі групи компаній ЛАНІТ на Хабре. Дуже радий цій можливості, усвідомлюю відповідальність і сподіваюся, що матеріали нашого блогу будуть для вас цікавими.

Отже, до справи. Гиперконвергентные системи стають сьогодні одним з основних рішень в області побудови ІТ-інфраструктури корпоративного рівня. У цій статті я коротко розповім про те, що з себе представляють такі системи і в яких випадках при розгортанні ІТ-інфраструктури вони можуть бути корисні. Також я поділюся результатами порівняння технічних можливостей ряду гиперконвергентных платформ, які ми вивчили при плануванні розвитку ІТ-інфраструктури хмари OnCloud.ru компанії «Онланта».



ІТ-інфраструктура — основа діяльності різних організацій та бізнес-структур. Але її створення і обслуговування – це дорога штука, серйозно з'їдає ресурси ІТ-служби.

Економічно ефективним рішенням розгортання ІТ-інфраструктури є модульні гиперконвергентные системи, для яких характерні:

  • легкість масштабування,
  • єдиний програмний інтерфейс управління.
За визначенням Forrester Research, гиперконвергенция — це підхід до створення ІТ-інфраструктури, яка об'єднує в одному модульному вирішенні сервери, системи зберігання, мережеві функції і програмне забезпечення, що відповідає за створення пулу ІТ-ресурсів, швидке і просте їх реконфігурацію, не потребує спеціальної підготовки.
Такі системи дозволяють спростити і прискорити введення в експлуатацію ІТ-ресурсів, знизити витрати на управління та загальну вартість володіння ІТ-інфраструктурою, в тому числі за рахунок глибокої автоматизації і самообслуговування.

Сфери застосування та сценарії використання
За прогнозом Gartner, ринок HCI (Hyper-Converged Infrastructure) буде щорічно збільшуватися на 68% і в 2019 році досягне 5 мільярдів доларів. Схожі очікування аналітиків IDC.



Джерело: IDC Hyperconverged Systems 2015-2019 Forecast, February, 2016

За даними IDC, в 2015 році на гиперконвергентные системи доводилося 10,9% ринку конвергентних систем, а в 2016 році обсяг їхніх продажів в світі складе майже 2 мільярди доларів і більш ніж подвоїться до 2019 року.

Гиперконвергентные системи іноді розглядаються як рішення для малих і середніх підприємств, однак більшість вендорів HCI вважає їх цільовим сегментом ЦОД і дійсно гиперконвергентные системи підходять для цього.

  • Вони вирішують проблеми зростання продуктивності, складності, масштабування ІТ-інфраструктури.

  • Дозволяють знизити вартість ІТ-інфраструктури у міру розширення бізнесу.

  • Скорочується число керованих систем.

  • Спрощується масштабування.

  • Зростає продуктивність за рахунок застосування флеш-накопичувачів.

  • Відбувається оптимізація програмної та апаратної платформи для спільної роботи.
Нарешті, вони спочатку створювалися в розрахунку на підтримку віртуальних середовищ, що відкриває шлях до побудови програмно-конфігурованих ЦОД (SDDC) з розвиненими засобами управління і автоматизації.



Джерело: IDC's Converged Systems Survey, December 2015

На думку аналітиків Forrester, рішень HCI надзвичайно широкі області застосування. Їх можна використовувати практично скрізь, де потрібне швидке розподіл ресурсів (таблиця 1).

Таблиця 1. Типові сценарії використання HCI



Основні архітектурні рішення
Гиперконвергентные системи зазвичай складаються з декількох модулів, які об'єднуються в горизонтально-масштабований кластер, що містить, як правило, від 4 до 64 вузлів. Кожен з них включає обчислювальне ядро, ресурси зберігання, мережеві компоненти і зазвичай гіпервізор.

Відмінна риса гиперконвергентных систем – наявність встановленого ПЗ для розв'язання задач розподілу ресурсів та управління масштабуванням.
Але треба мати на увазі, що масштабування на рівні входять у вузли HCI окремих елементів (процесорів, пам'яті, дисків) може бути пов'язане з певними витратами. Наприклад, вам потрібно наростити дискову ємність, а процесори і пам'ять не потрібні. Проте все одно доведеться додати вузол, в який входять всі елементи. Труднощів при додаванні не виникне, але процесори і пам'ять задіяні «прямо зараз» не будуть, тому дане локальне рішення економічно не найефективніший. Тим не менш, при подальшому розвитку інфраструктури пам'ять і процесори «підуть у справу» та будуть використані у віртуальних машинах.



Малюнок 1. Гиперконвергентная інфраструктура:

  • Обчислювальні, мережеві ресурси та зберігання віртуалізованих з допомогою.
  • Застосовуються стандартні серверні вузли х86.

  • Горизонтальне масштабування системи здійснюється додаванням вузлів.
  • Використовуються технічні вдосконалення стандартної архітектури при перевагах «економіки х86».
  • Пряме підключення флеш-масивів дозволяє домогтися максимальної продуктивності.
  • Уніфікація спрощує виділення ресурсів і управління.

В якійсь мірі гиперконвергентные системи – повернення на новому рівні до парадигми DAS (Direct Attached Storage) з прямим підключенням підсистеми зберігання до сервера x86. Однак це не призводить до утворення ізольованих середовищ зберігання. Кожному вузлу доступні ресурси зберігання на інших сайтах завдяки використанню програмно-конфігурована пам'яті (Software-Defined Storage, SDS), що дозволяє об'єднати у загальний пул необхідні ресурси зберігання і надати їх кластеру. При цьому автоматизація спрощує управління.

Програмне забезпечення для HCI може пропонуватися окремо або в представленому вигляді. Це два принципово різних архітектурних підходу. Прихильники першого (компанії Nutanix, SimpliVity) пропонують користувачам самостійно будувати потрібну інфраструктуру, не обмежуючи себе у виборі серверного обладнання, хоча можливі і коробкові рішення. У цьому випадку можна вибирати апаратне забезпечення, на відміну від готових пристроїв з попередньо встановленим ПЗ, однак найчастіше замовники купують його уже встановленим на сервери (appliance), чим і займаються OEM-партнери розробників або інтегратори. Основну частину пропонованих на ринку гиперконвергентных рішень складають повністю готові системи HCI.

Ще один підхід полягає у використанні референсною архітектури для побудови HCI під ту чи іншу задачу. Таку опцію пропонують, зокрема, розробники платформи EVO:RAIL.

В системі від Green IT Glob також використовується зовнішня СГД, що підключається до серверів MicroBlade за InfiniBand. Система дозволяє використовувати різні процесори, включаючи і недорогі версії Intel Xeon. Застосування більшої кількості лез меншої потужності має свої плюси: у разі виходу з ладу такого сайту буде потрібно перезапускати менше віртуальних машин на сусідніх вузлах.

Інше цікаве рішення – Huawei FusionCube, побудоване на базі шасі E9000 і надає можливість вибору лез – обчислювальних вузлів і вузлів зберігання повної або половинної довжини з SSD, SAS HDD або SATA HDD. Рішення HCI від Huawei на базі звичайних стоєчних серверів застосовується, зокрема, в ЦОД, побудованому Huawei для компанії «Акадо».

Система Hyperscale від Ericsson призначена для телекомкомпаний, дуже вимогливих до показників надійності обладнання. Вона розгорнута, наприклад, AT&T, де забезпечує відмовостійкість у «п'ять дев'яток». Однак це рішення кілька ваговито по вживаному, зокрема, тут є весь комплект з OpenStack, а також доповнення від Ericsson. Для реалізації SDS використовується стороннє рішення, а в якості керуючого оркестратора — ще один продукт Ericsson. Такий різношерстий програмний стек може викликати деякі проблеми в експлуатації.

Є ще одне архітектурне відмінність. У ряді випадків замість SDS застосовується традиційна система зберігання даних. Так зроблено, наприклад, в NetApp FlexPod. Відзначимо, що дана система відноситься до конвергентним, а не гиперконвергентным рішень, але зважаючи на те, що грань між такими рішеннями дуже тонка, воно також брало участь у порівнянні (таблиця 2). При розширенні ємності системи зберігання в цьому рішенні не буде потрібно купувати зайві обчислювальні ресурси, але його загальна вартість вище, ніж у систем з SDS. Купівля сайту з системою зберігання і процесорами може обійтися дешевше, ніж нова полку СГД аналогічної ємності. Плюс в даному випадку ми позбавляємося можливості швидкого і легкого впровадження системи та її розширення за необхідності конфігурації окремих компонентів системи.

Інші рішення в таблиці 2 відрізняє менш гнучка архітектура. Їх закритість позначається на кількості об'єктивної інформації у вільному доступі. Прихильність деяких рішень до конкретного апаратного забезпечення також впливає і на його вартість. На жаль, у відкритому доступі відсутня інформація про досвід побудови великих систем на цих рішеннях. Зазвичай інсталяції обмежуються 4 вузлами. Якщо у вас є інформація щодо побудови більш великих рішень, ми із задоволенням вас вислухаємо.

Приклади продуктів
На сучасному ринку чимало гравців пропонує гиперконвергентные рішення. Ось порівняльний аналіз основних.

Таблиця 2. Порівняння гиперконвергентных рішень основних гравців



*1 — Також продукт відомий, як Dell XC

Звичайно, список гиперконвергентных рішень не обмежується наведеними в таблиці 2. У числі інших відомих розробок:

  • продукти для корпоративного ринку і ЦОД: Cisco HyperFlex, Gridstore HyperConverged Appliance, HPE HC250 / HC380 і HPE ProLiant DL380, Lenovo Converged HX Series, Pivot3 HyperConverged Infrastructure, Oracle SuperCluster M7, Scale Computing HC Series,

  • розробки, які можуть знайти застосування в малому і середньому бізнесі: Atlantis HyperScale CX-4, Lenovo HX2000 + Nutanix Xpress, Nutanix Acropolis, ZeroStack Cloud Platform,

  • цілий ряд рішень – результат кооперації вендорів зі стартапами Nutanix і SimpliVity, що пропонують програмний варіант HCI.




Аналітики Forrester виділяють 12 провідних вендорів HCI, але половина з них в Росії не представлена.

Цільові завдання
Більшість пропозицій HCI націлені на вирішення широкого кола завдань:

  • розгортання приватних хмар і VDI (це основне додаток),
  • аналітичних додатків, систем OLTP,
  • підтримки критичних для бізнесу додатків,
  • консолідації серверів і модернізації ЦОД.
Фактично, їх можна застосовувати для будь-яких виртуализируемых додатків. Наприклад, системи VxRail розроблені й оптимізовані для середовищ VMware і використовують З VMware vSphere і VMware VSAN. У числі їх цільових завдань:

  • навантаження, що активно працюють з ресурсами зберігання даних: такі, як аналітика великих даних і Microsoft Exchange;

  • навантаження з високими вимогами до графіку, САПР, наукові програми та пакети розробки;

  • середовища віддалених офісів і філій.
Однак для кожної з них пропонуються спеціальні конфігурації. Так для графіки платформи VxRail з серверів PowerEdge R730 і графічних прискорювачів (GPU від NVIDIA і AMD, для філій — трехузловая конфігурація початкового рівня з спрощеним управлінням при розгортанні на декількох віддалених площадках.

Між тим, такі програми, як ERP і CRM, можуть зажадати оптимізації для роботи в розподіленому середовищі. Для більш вузького класу навантажень вендори також пропонують референсні архітектури або спеціалізовані лінійки рішень.

Сьогодні гиперконвергентные системи – одна з швидко розвиваються рішень в області побудови ІТ-інфраструктури корпоративного рівня. Ринок гиперконвергентных систем продовжує демонструвати зростання числа гравців, продажі ростуть двозначними темпами, розширюється цільова аудиторія та області застосування. Багато компаній зацікавлені в отриманні переваг хмарної моделі у своїй корпоративній інфраструктурі, і системи HCI дають таку можливість, забезпечуючи при цьому високу продуктивність додатків.

Сподіваюся, що надані в статті дані будуть вам корисні. Буду вдячний за коментарі, і, якщо є можливість, поділіться, будь ласка, вашим досвідом роботи з гиперконвергентными рішеннями. У наступному матеріалі я розповім про наших експериментах з Software Define Storage.
Джерело: Хабрахабр

0 коментарів

Тільки зареєстровані та авторизовані користувачі можуть залишати коментарі.